Оптический заземляющий провод

Оптический заземляющий провод (также известный как OPGW или, в стандарте IEEE, из оптического волокна композитный воздушный заземляющий провод ) — это тип кабеля, который используется в воздушных линиях электропередачи . Такой кабель совмещает в себе функции заземления и связи . Кабель OPGW содержит трубчатую структуру с одним или несколькими оптическими волокнами , окруженную слоями стальной и алюминиевой проволоки . Кабель OPGW проложен между верхушками опор высоковольтной электропередачи . Проводящая заземлением часть кабеля служит для соединения соседних опор с и защищает высоковольтные проводники от молнии ударов . Оптические волокна в кабеле могут использоваться для высокоскоростной передачи данных либо для собственных целей электроэнергетической компании по защите и контролю линии передачи, либо для собственной передачи голоса и данных, либо могут быть сданы в аренду или проданы третьим лицам. стороны, которые будут служить высокоскоростной оптоволоконной связью между городами. ^[1]

Оптическое волокно само по себе является изолятором и невосприимчиво к воздействию линии электропередачи и грозовой индукции , внешним электрическим шумам и перекрестным помехам . Обычно кабели OPGW содержат одномодовые оптические волокна с низкими потерями при передаче, что позволяет осуществлять передачу на большие расстояния на высоких скоростях. Внешний вид OPGW аналогичен кабелю с алюминиевой жилой, армированному сталью (ACSR), обычно используемому для экранирования проводов.

История

Кабель OPGW был запатентован BICC в 1977 году. ^[1] а установка оптических заземляющих проводов получила широкое распространение начиная с 1980-х годов. В пиковый 2000 год по всему миру было установлено около 60 000 км OPGW. Азия, особенно Китай, стала крупнейшим региональным рынком OPGW, используемого при строительстве линий электропередачи. ^[2]

Строительство

Выпускается несколько различных стилей OPGW. В одном типе от 8 до 48 стеклянных оптических волокон помещены в пластиковую трубку. Трубка вставляется в стальную трубку из нержавеющей стали, алюминия или стали с алюминиевым покрытием, с некоторым провисанием волокна, позволяющим предотвратить растяжение стекловолокна. Буферные трубки заполнены смазкой для защиты оптоволоконного блока от воды и защиты стальной трубки от коррозии, пустоты кабеля заполнены смазкой. Трубка скручена в кабель с помощью жил из алюминия, алюминиевого сплава или стали, аналогично кабелю ACSR. Стальные пряди обеспечивают прочность, а алюминиевые — электропроводность. При очень большом количестве волокон (до 144 волокон в одном кабеле) используются несколько трубок.

В других типах алюминиевый стержень имеет по внешней стороне несколько спиральных канавок, в которых уложены волокна в буферных трубках. Волоконный блок покрыт пластиковой или стальной лентой и окружен алюминиевыми и стальными нитями.

Отдельные волокна могут находиться в трубках со «свободным буфером», где внутренний диаметр трубки больше, чем внешний диаметр волокна, или могут быть с «плотным буфером», когда пластиковый буфер нанесен непосредственно на стекло. Волокна для OPGW относятся к одномодовому типу. ^[1]

Сравнение с другими методами

Оптические волокна используются коммунальными предприятиями в качестве альтернативы частным микроволновым системам «точка-точка», носителям линий электропередачи или цепям связи на металлических кабелях.

OPGW как среда связи имеет некоторые преимущества перед подземным оптоволоконным кабелем . Стоимость прокладки за километр ниже, чем за проложенный кабель. Фактически оптические цепи защищены от случайного контакта с помощью высоковольтных кабелей внизу (и высоты OPGW над землей). Цепь связи, проложенная по воздушному кабелю OPGW, вряд ли будет повреждена в результате земляных работ, ремонта дорог или прокладки подземных трубопроводов. Поскольку габариты и вес ОЗГВ аналогичны обычному заземляющему проводу, опоры, поддерживающие линию, не испытывают дополнительных нагрузок от веса кабеля, ветровых и ледовых нагрузок.

Альтернативой OPGW является использование силовых кабелей для поддержки отдельно установленного оптоволоконного пучка. Другие альтернативы включают композитные силовые проводники с волокном (OPCC), обернутый оптоволоконный кабель ( SkyWrap или OPAC ) или использование опор передачи для поддержки отдельного полностью диэлектрического самонесущего оптоволоконного кабеля без проводящих элементов.

Воздушный кабель закрутился гирляндой на линии электропередачи 110 кВ EnBW AG возле Леонберга в Германии.

Приложение

Коммунальное предприятие может установить гораздо больше волокон, чем необходимо для внутренней связи, как для удовлетворения будущих потребностей, так и для сдачи в аренду или продажи телекоммуникационным компаниям. Арендная плата за эти « темные волокна » (запасные части) может стать ценным источником дохода для электроэнергетической компании. Однако, когда права отвода для линии электропередачи были экспроприированы у землевладельцев, иногда коммунальные предприятия были ограничены в таких договорах аренды на том основании, что первоначальная полоса отвода была предоставлена только для передачи электроэнергии. ^[3]

OPGW может использоваться для распределенного измерения температуры, помогая выявлять потенциальные проблемные места на линиях электропередачи. Это полезно для обнаружения и определения местоположения неисправностей, таких как горячие точки или поврежденные участки, прежде чем они приведут к более серьезным проблемам. Оптические волокна в OPGW позволяют коммунальным предприятиям контролировать состояние и производительность линий электропередачи. Эти данные в режиме реального времени могут иметь решающее значение для раннего обнаружения неисправностей или потенциальных проблем, что позволяет сократить время реагирования и профилактического обслуживания. ^{[ нужна ссылка ]}

OPGW облегчает внедрение технологий интеллектуальных сетей, предоставляя магистраль связи. Это позволяет обмениваться данными между различными компонентами энергосистемы, обеспечивая лучший мониторинг и контроль для повышения эффективности и надежности.

В распределительных линиях низкого напряжения также могут использоваться провода OPGW для соединения и связи; однако коммунальные предприятия могут также устанавливать полностью диэлектрические самонесущие кабели (ADSS) на линиях распределительных столбов. Эти кабели чем-то похожи на те, которые используются для распределения телефонной связи и кабельного телевидения.

Хотя OPGW легко устанавливается в новом строительстве, электроэнергетические компании считают увеличенную пропускную способность оптоволокна настолько полезной, что были разработаны методы замены заземляющих проводов на OPGW на линиях под напряжением. Для перекрутки опор используются методы работы под напряжением, при этом OPGW заменяет цельнометаллические провода воздушного экрана. ^[4]

Установка

Установка OPGW требует некоторого дополнительного планирования, поскольку непрактично соединять кабель OPGW в середине пролета; Длина приобретенного кабеля должна быть согласована с пролетами между опорами во избежание отходов. Если волокна необходимо соединить между собой, на вышке устанавливается защищенная от атмосферных воздействий соединительная коробка; Аналогичная коробка используется для перехода от OPGW к внешнему оптоволоконному кабелю для подключения волокон к оконечному оборудованию. ^[5]

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Г.Ф. Мур, (редактор) Справочник по электрическим кабелям (3-е издание) , Blackwell Publishing, 1997 г. ISBN 978-0-632-04075-9 , глава 50.32 Композитные воздушные проводники.
^ Еженедельное обновление волоконной оптики . Компания Information Gatekeepers Inc.
^ http://www-pam.usc.edu/volume5/v5i1a1print.html получено 5 марта 2012 г.
^ Пардиньяс Г., Хосе А.; Бальбас С., Хосе А.; Вильямисар дель Р., Мария Х.; Брисеньо С., Мануэль Р.; Бокете В., Роберт (август 2006 г.), «Методы натягивания кабелей OPGW «под напряжением» при уровнях напряжения 400 кВ и 765 кВ» (PDF) , Конференция и выставка передачи и распределения IEEE PES, 2006 г. Латинская Америка, Венесуэла , Каракас, doi : 10.1109/TDCLA.2006.311600 , ISBN 1-4244-0287-5 , S2CID 40008620 {{citation}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
^ Новые тенденции в энергосистемах, Vol. 1 союзное издательство, ISBN 81-7023-417-4 стр. 401-402

Внешние ссылки

«Стандартная конструкция композитного оптоволоконного заземляющего провода IEEE 1138 (OPGW) для использования в линиях электропередач» . 17 марта 1994 года . Проверено 7 августа 2009 г.

[Moore97-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с Г.Ф. Мур, (редактор) Справочник по электрическим кабелям (3-е издание) , Blackwell Publishing, 1997 г. ISBN 978-0-632-04075-9 , глава 50.32 Композитные воздушные проводники.

[2] Еженедельное обновление волоконной оптики . Компания Information Gatekeepers Inc.

[3] ttp://www-pam.usc.edu/volume5/v5i1a1print.html получено 5 марта 2012 г.

[4] Пардиньяс Г., Хосе А.; Бальбас С., Хосе А.; Вильямисар дель Р., Мария Х.; Брисеньо С., Мануэль Р.; Бокете В., Роберт (август 2006 г.), «Методы натягивания кабелей OPGW «под напряжением» при уровнях напряжения 400 кВ и 765 кВ» (PDF) , Конференция и выставка передачи и распределения IEEE PES, 2006 г. Латинская Америка, Венесуэла , Каракас, doi : 10.1109/TDCLA.2006.311600 , ISBN 1-4244-0287-5 , S2CID 40008620 {{citation}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[5] Новые тенденции в энергосистемах, Vol. 1 союзное издательство, ISBN 81-7023-417-4 стр. 401-402

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]